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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung
von Haltepunkten in einem Stanzmesser.
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Zur
Herstellung von Verpackungen, insbesondere bestehend aus Kartonage
oder Wellpappe, ist es bekannt, Stanzvorrichtungen einzusetzen,
um aus dem jeweiligen Stanzwerkstoff ein Verpackungselement auszustanzen.
Die Stanzvorrichtung weist hierzu eine Stanzform auf, in welcher
eine linienförmige
Stanzmesseranordnung gelagert ist, die der Kontur des auszustanzenden
Verpackungselements entspricht. Das oder die Stanzmesser sind dabei
so in der Stanzform gelagert, dass deren Schneidkante über die
Frontseite der Stanzform hervorstehen. Wird dann die Frontseite
der Stanzform gegen eine Gegenplatte geführt, so durchtrennt die Stanzmesseranordnung
den dazwischen liegenden Stanzwerkstoff, wodurch aus diesem das
Verpackungselement herausgestanzt wird.
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Derartige
Stanzvorgänge
laufen automatisiert und mit einer hohen Taktrate ab. Wenn bei den Stanzvorgängen die
Verpackungselemente jeweils vollständig aus dem Stanzwerkstoff
herausgestanzt werden, fallen diese aus dem übrig bleibenden Stanzwerkstoff
unkontrolliert heraus, was die Weiterverarbeitung der Verpackungselemente
erschwert.
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Um
dies zu vermeiden ist es bekannt, in die Stanzmesser in den Stanzformen
sogenannte Haltepunkte einzuarbeiten. Derartige Haltepunkte bilden Einkerbungen
in den Schneidkanten der Stanzmesser. Die Einkerbungen, das heißt Haltepunkte,
werden an vorgegebenen Sollpositionen in die Stanzmesser ein gearbeitet,
wobei deren Breiten und Höhen
so klein gewählt
sind, dass bei Ausstanzen des jeweiligen Verpackungselements mit
derartigen Stanzmessern durch die Haltepunkte nur kleine, kaum sichtbare
Stege zwischen dem Verpackungselement und dem restlichen Stanzwerkstoff
verbleiben, die ein Herausfallen des Verpackungselements aus dem
Stanzwerkstoff verhindern.
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Typischerweise
erfolgt die Einarbeitung der Haltepunkte erst dann, wenn die Stanzmesser
bereits in der Stanzform fixiert sind. Dann können an den gewünschten
Positionen die Haltepunkte in die Stanzmesser eingearbeitet werden.
Das Einarbeiten der Haltepunkte erfolgt durch Schleifen, das heißt mittels
geeigneter Schleifwerkzeuge. Vorteilhaft hierbei ist, dass bei der
Einbringung der Haltepunkte in dem in der Stanzform gelagerten Stanzmesser
die durch die Stanzmesseranordnung bestimmte Kontur des Verpackungselements
unmittelbar erkennbar ist, so dass der Bearbeiter die Sollpositionen
der Haltepunkte selbst einfach auffinden kann und dann durch Schleifen
der Schneidkanten der Stanzmesser manuell einarbeiten kann. Eine
derartige manuelle Einarbeitung von Haltepunkten ist jedoch äußerst zeitaufwendig,
kostenintensiv und werkerabhängig,
das heißt
die Güte
der Haltepunkte hängt
stark von der Qualifikation der Werker ab.
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Zur
Rationalisierung der Einarbeitung von Haltepunkten ist daher bereits
versucht worden, die Haltepunkte in die Stanzmesser vor deren Einbau
in die Stanzform maschinell einzuarbeiten. Das die Stanzmesser bildende
Grundmaterial in Form von metallischem Bandmaterial wird dabei kontinuierlich einer
Bearbeitungseinheit mit einem Schleifwerkzeug zugeführt. Diese
arbeitet rechnergesteuert, wobei die Sollpositionen, in welchen
die Haltepunkte eingearbeitet werden müssen, in der Rechnereinheit
bekannt sind. Durch die Rechnereinheit gesteuert, werden dann in
den bestimmten Positionen die Haltepunkte in die Schneidkanten eingeschliffen.
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Durch
die maschinelle Einarbeitung der Haltepunkte wird zwar die Bearbeitungszeit
gegenüber einer
manuellen Bearbeitung verkürzt.
Dennoch ist der Schleifprozess selbst zur Einarbeitung der einzelnen
Haltepunkte relativ zeitaufwendig. Nachteilig ist weiterhin, dass
derartige maschinelle Schleifwerkzeuge konstruktiv aufwendig sind.
Insbesondere muss eine Kühlung
für die
Schleifwerkzeuge vorgesehen werden, was den konstruktiven Aufwand
der Anlage erheblich erhöht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
bereitzustellen, die eine reproduzierbare kostengünstige und
rationelle Einbringung von Haltepunkten in Stanzmesser zum Ausstanzen
von Verpackungselementen ermöglichen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
dient zur Erzeugung von Haltepunkten in wenigstens einem Stanzmesser,
welches in einer Stanzform gelagert wird und welches zum Stanzen
von flächigen
Verpackungselementen dient. Erfindungsgemäß werden die Haltepunkte durch
Fräsen
hergestellt.
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Das
Einbringen der Haltepunkte in die Stanzmesser durch Fräsen führt nicht
nur zu einer qualitativen Verbesserung der Haltepunkte. Vielmehr
wird dadurch auch ein signifikanter Rationalisierungseffekt erzielt.
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Gegenüber dem
Einarbeiten von Haltepunkten durch Schleifen wird die Bearbeitungszeit
durch Fräsen
der Haltepunkte um mehr als die Hälfte reduziert.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass
im Vergleich zu Schleifprozessen Fräsprozesse generell weniger
verschleißbehaftet
sind und zudem eine exaktere und reproduzierbarere Einarbeitung
von Haltepunkten in die Stanzmesser ermöglichen. Insbesondere sind
die Wartungs- und Instandhaltungskosten geringer, da ein Nachschleifen
oder Abziehen von Schleifscheiben bei Fräswerkzeugen nicht notwendig
ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin,
dass die zum Einarbeiten der Haltepunkte eingesetzten Fräswerkzeuge
im Gegensatz zu Schleifwerkzeugen nicht gekühlt werden müssen. Entsprechende
Kühlvorrichtungen
können
somit entfallen.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
die Haltepunkte in die Stanzmesser maschinell eingearbeitet, bevor
diese Stanzmesser in die Stanzform eingesetzt werden. Die als Messerlinien
ausgebildeten Stanzmesser liegen dann noch in Form eines bandförmigen Materials,
welches der erfindungsgemäßen Vorrichtung kontinuierlich
zugeführt
wird. Die Vorrichtung umfasst eine Rechnereinheit, über welche
die Sollpositionen vorgegeben werden, in welchen die Haltepunkte
in die Messlinien eingefräst
werden. Dadurch wird eine besonders rationelle Einarbeitung der
Haltepunkte gewährleistet.
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In
der Vorrichtung können
dabei die Breiten und Tiefen der Haltepunkte nach Bedarf vorgegeben werden.
Zur Vorgabe der Tiefe eines Haltepunkts wird durch eine Steuerung
die Zuführbewegung
des zum Fräsen
eingesetzten Fräswerkzeugs
zur Messerlinie gesteuert. Besonders vorteilhaft erfolgt dabei die
Zuführung
gegen einen einstellbaren Anschlag, so dass durch Einstellen des
Anschlags die Tiefe des mit dem Fräswerkzeug hergestellten Haltepunkts einfach
und exakt vorgegeben werden kann.
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Durch
den Einsatz unterschiedlicher Fräswerkzeuge,
insbesondere Frässcheiben
unterschiedlicher Breite, können
auf einfache Weise Haltepunkte mit unterschiedlichen Breiten erzeugt
werden.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Erster Ausschnitt einer Stanzform mit zwei in einer Querschnittsdarstellung
dargestellten Stanzmessern.
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2:
Zweiter Ausschnitt der Stanzform mit der Seitenansicht eines in
der Stanzform gelagerten, einen Haltepunkt aufweisenden Stanzmessers.
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3:
Vorrichtung zur Erzeugung von Haltepunkten in Stanzmessern mit einem
mehrere Fräswerkzeuge
aufweisenden Bearbeitungskopf.
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4:
Längsschnitt
durch den Bearbeitungskopf gemäß 3.
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Die 1 und 2 zeigen
schematisch Ausschnitte einer Stanzform 1, welche Bestandteil
einer Stanzvorrichtung ist, mittels derer nicht dargestellte Verpackungselemente
aus einem Stanzwerkstoff ausgestanzt werden können. Der flächige Stanzwerkstoff
besteht aus Kartonage oder Wellpappe. Das mit der Stanzvorrichtung
ausgestanzte Verpackungselement weist zusätzlich Faltlinien auf, um das
Verpackungselement zur Ausbildung der jeweiligen Verpackung geeignet
falten zu können.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich, sind
in der Stanzform 1 Stanzmesser 2 so gelagert, dass
deren Schneidkanten 2a über
die Frontseite der Stanzform 1 hervorstehen. Die Messerlinien
bildenden Stanzmesser 2 in der Stanzform 1 ergänzen sich zu
einer geschlossenen Schneidlinie entsprechend der Außenkontur
des auszustanzenden Verpackungselements. Zum Ausstanzen des Verpackungselements
wird die Frontseite der Stanzform 1 mit Druck gegen eine
Stanzgegenplatte geführt,
so dass mittels der Stanzmesser 2 das Verpackungselement
aus dem Stanzwerkstoff, welcher zwischen der Stanzform und der Stanzgegenplatte
liegt, ausgestanzt wird.
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Um
ein unerwünschtes
Herausfallen des ausgestanzten Verpackungselements aus dem verbleibenden
Stanzwerkstoff zu verhindern, sind an vorgegebenen Stellen der Messerlinien
Haltepunkte 3 bildende Einkerbungen in deren Schneidkanten 2a eingearbeitet. 2 zeigt
schematisch einen solchen Haltepunkt 3. Der Haltepunkt 3 ist
in Form einer Einkerbung mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt
ausgebildet. Die Einkerbung weist eine im Verhältnis zum über die Stanzform 1 hervorstehenden
Teil des Stanzmessers 2 geringe Tiefe auf. Durch einen
solchen Haltepunkt 3 wird beim Ausstanzen des Verpackungselements
ein dünner,
schmaler Steg zwischen Verpackungselement und dem restlichen Stanzwerkstoff
erhalten.
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Durch
das Vorsehen einer geeigneten Anzahl von Haltepunkten 3 entlang
der von den Stanzmessern 2 gebildeten Schneidlinien 2a wird
somit ein unerwünschtes
Herausfallen des Verpackungselements aus dem verbleibenden Stanzwerkstoff
nach dem Stanzvorgang vermieden.
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3 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 4 zum Einarbeiten derartiger
Haltepunkte 3 in die Stanzmesser 2. Mit der Vorrichtung 4 erfolgt
ein automatisiertes, maschinelles Einbringen von Haltepunkten 3 in
die Stanzmesser 2.
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Dabei
erfolgt das Einbringen der Haltepunkte 3 in die Stanzmesser 2 bevor
diese in die Stanzform 1 eingesetzt werden. Die Messerlinien
bildenden Stanzmesser 2 liegen hier noch als endloses Bandmaterial
vor, das von einer Spule abgezogen wird und dann der Vorrichtung 4 zugeführt wird.
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Nach
dem Einarbeiten der Haltepunkte 3 erfolgt dann das Konfektionieren
des Bandmaterials zu den Stanzmessern 2 durch nachfolgendes
Biegen und Zuschneiden des Bandmaterials, so dass die Stanzmesser 2 die
gewünschte
geschlossene Schneidlinie bilden können. Dann werden die so geformten
Stanzmesser 2 in der Stanzform 1 fixiert.
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Der
Betrieb der Vorrichtung 4 wird mit einer nicht dargestellten
Rechnereinheit gesteuert. In der Rechnereinheit sind insbesondere
die Sollpositionen, in welchen die Haltepunkte 3 an den
Stanzmessern 2 eingearbeitet werden sollen, abgespeichert.
Entsprechend diesen in der Rechnereinheit gespeicherten Daten wird
dann der Vorschub der in Form des Bandmaterials vorliegenden Stanzmesser 2 zur
Vorrichtung 4 gesteuert, so dass dann mit der Vorrichtung 4 an
den gewünschten
Positionen die Haltepunkte 3 in die Stanzmesser 2 eingearbeitet
werden können.
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Die
Haltepunkte 3 werden mittels der Vorrichtung 4 durch
Fräsen
in die Stanzmesser 2 eingearbeitet. Die Vorrichtung 4 weist
hierzu einen Bearbeitungskopf 5 mit vier Fräswerkzeugen
auf. Der Bearbeitungskopf 5 ist in 4 separat
dargestellt. Die Fräswerkzeuge
sind jeweils als Frässcheiben 6 ausgebildet.
Die Frässcheiben 6 bestehen
jeweils aus einer Kreisscheibe, an deren Rand eine Zahnung 6a verläuft. Die
Frässcheiben 6 sind
jeweils um eine entlang ihrer Symmetrieachse verlaufenden Achse 7 drehbar
gelagert. Die Frässcheiben 6 weisen
im vorliegenden Fall unterschiedliche Dicken auf.
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Der
Bearbeitungskopf 5 weist einen zentralen Antrieb für die Frässcheiben 6 auf,
der von einem Elektromotor 8 und einem Planetengetriebe 9 gebildet
ist.
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An
eine zentrale Welle 10 des Antriebs schließt ein nicht
gesondert dargestellter Wechselmechanismus an. Mittels des Wechselmechanismus kann
eine Auswahl einer der Frässcheiben 6 erfolgen,
so dass dann mit dieser ein Haltepunkt 3 im Stanzmesser 2 erzeugt
werden kann. Durch die Auswahlmöglichkeit
zwischen den verschiedenen Frässcheiben 6 kann
die Breite des zu erzeugenden Haltepunkts 3 eingestellt
werden, da die Dicken der unterschiedlichen Frässcheiben 6 verschieden
sind.
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Wie
aus 3 ersichtlich, verläuft das in der Vorrichtung 4 zu
bearbeitende Stanzmesser 2 in einer Führung 11. In dieser
Führung 11 verlaufend
wird das als Bandmaterial vorliegende Stanzmesser 2 in eine
Sollposition gefördert,
um dann mit einer Frässcheibe 6 bearbeitet
zu werden. 4 zeigt eine mittels dem Wechselmechanismus
ausgewählte Frässcheibe 6 des
Bearbeitungskopfs 5, die in geringem Abstand zu dem zu
bearbeitenden Stanzmesser 2 liegt.
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Mittels
einer Stelleinheit wird dann eine Zuführbewegung der Frässcheibe 6 in
Richtung des Stanzmessers 2 durchgeführt, um den Haltepunkt 3 in
dessen Schneidkante 2a einzufräsen. Die Stelleinheit umfasst
im vorliegenden Fall einen Schwenkarm 12, der an einem
Ende um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Drehachse D
drehbar ist und an dessen anderem Ende der Bearbeitungskopf 5 gelagert
ist. Die Stelleinheit umfasst weiter eine Pneumatikeinheit 13,
mittels derer die Zuführbewegung
der Frässcheiben 6 zum
Stanzmesser 2, das heißt
das Schwenken des Schwenkarms 12, auslösbar ist.
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Die
Zuführbewegung
des Bearbeitungskopfs 5 und damit der ausgewählten Frässcheiben 6 zum Stanzmesser 2 ist
durch einen Anschlag begrenzt. Der Anschlag 14 ist einstellbar,
wodurch die Tiefe des einzufräsenden
Haltepunkts 3 genau vorgegeben werden kann. Der Anschlag 14 ist
im vorliegenden Fall mit einer Mikrometerschraube 15 einstellbar.
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- 1
- Stanzform
- 2
- Stanzmesser
- 2a
- Schneidkanten
- 3
- Haltepunkte
- 4
- Vorrichtung
- 5
- Bearbeitungskopf
- 6
- Frässcheibe
- 6a
- Zahnung
- 7
- Achse
- 8
- Elektromotor
- 9
- Plantengetriebe
- 10
- Welle
- 11
- Führung
- 12
- Schwenkarm
- 13
- Pneumatikeinheit
- 14
- Anschlag
- 15
- Mikrometerschraube